С помощью этого руководства вы научитесь распознавать, какие аккумуляторы 18650 лучшие в своём классе, как отличить подделку и на что именно обращать внимание в характеристиках.
Что такое 18650?
1. Что значит «18650» в наименовании элемента питания?
Здесь всё просто - размер ячейки составляет 18 мм x 65 мм, такие цифры и вошли в наименование. Если вы видите другие цифры в похожем элементе, то у вас есть повод задуматься о проблемах совместимости из-за разницы в габаритах.
2. Что это за батарея 18650, которая стала повсеместно применяться?
Действительно, данный тип аккумуляторов становится всё более популярным из-за невысокой стоимости и хороших практических свойств. Они имеют ёмкость в диапазоне от 1800 мАч до 3500 мАч и выходное напряжение 3.7 Вольт, что идеально подходит для применения в ноутбуках, фонариках, аксессуарах электроники, лазерных указках и так далее.
Батарея 18650 обеспечивает наилучшую производительность в сравнении с любой потребительской аккумуляторной батареей.
Они не подвержены негативному влиянию полной зарядки до 100% и полной разрядки (как в случае старых никель-кадмиевых ячеек), хотя они будут стареть, как и любые литиевые АКБ - то есть деградировать примерно с той же скоростью, что и батарея вашего смартфона .
Выбор правильной аккумуляторной батареи 18650
1. Не существует единого стандарта - нужно понимать, что её конструкция отличается от товара к товару.
2. Не все литий-ионные батареи 18650 подходят для вашей задачи - некоторые модели ориентированы на промышленность, другие на электронные сигареты, третьи на гаджеты и так далее.
3. Важнейшей характеристикой 18650 является параметр постоянного разряда (CDR), известный как сила тока.
4. CDR измеряется в амперах (А) и показывает скорость, с которой ток перетекает из батареи в устройство без перегрева.
5. Сопоставьте CDR с потребляемой мощностью на вашем устройстве (так же указано в амперах), чтобы узнать, какая батарея лучше вам подходит.
6. Если вы подберёте неправильный аккумулятор , то ячейка будет перегреваться и быстро деградирует в процессе работы.
7. Сильное расхождение в характеристиках приведёт к разрыву оболочки аккумулятора и пожару.
8. Чтобы избежать проблем , обращайте внимание на ёмкость 18650 (мАч) - у этого показателя прямая взаимосвязь с параметром CDR.
9. Чем выше ёмкость (мАч), тем ниже CDR - то есть менее мощные устройства (с низким уровнем силы тока) могут использовать более мощные аккумуляторы 18650 (с более высокой ёмкостью).
10. И наоборот , более мощные устройства (например, ноутбуки) должны использовать менее ёмкие аккумуляторы 18650.
В 2019-м году максимальный CDR батареи 18650 в характеристиках составляет 38 ампер при ёмкости 2000 мАч .
Многое из того, что указывают производители, откровенная ложь - CDR 40А на аккумуляторе с 3000 мАч ёмкости невозможен на данный момент. Лучше задуматься, стоит ли доверять такому поставщику. Но в скором будущем литий-ионные ячейки будут наращивать плотность , поэтому актуальность данных цифр может измениться уже к началу 2020-го.
Так ли нужны аккумуляторы 18650 с защитой?
Защищённые 18650 оснащаются электронной схемой крошечных размеров, которая встроена внутрь ячейки и призвана обезопасить элемент от чрезмерных зарядов и разрядов, а также короткого замыкания и перегрева. Встроенная защита снижает риск пожара и повреждения электроники, в которую устанавливается такой аккумулятор.
Если вы хотели узнать, какой из аккумуляторов 18650 лучше, то следует обратить внимание на такие изделия, где помимо базовой защиты есть ещё и клапан для стравливания чрезмерного давления внутри элемента питания. Такое происходит, когда батарея вздувается и становится уязвимой к самовоспламенению .
Что если у вас уже есть аккумулятор 18650 без защиты?
В большинстве ситуаций незащищённые АКБ 18650 выбирают из-за низкой стоимости или наличия внешнего контроллера безопасности процесса подзарядки (покупается отдельно). Берегите такие ячейки и содержите в оптимальном состоянии - не разряжайте их в ноль.
Также после покупки незащищённой ячейки обратите особое внимание на рейтинг разряда (CDR), чтобы убедиться в отсутствии чрезмерной мощности и, следовательно, перегрева. Вы также должны держать контакты закрытыми - в идеале, в пластмассовом корпусе, который поможет избежать замыкания в сумке или кармане. Не оставляйте батареи 18650 без защиты в зарядном устройстве слишком долго.
Если вы сомневаетесь в выборе и не понимаете, когда у 18650 нет защиты и в чём именно разница, то лучше немного переплатить и купить защищённый вариант.
В заключении об аккумуляторах 18650 - как отличить подделку?
Как и с любым другим продуктом, вам следует остерегаться подделок. Некоторые продавцы нарушают права брендов, вешая лейблы на китайские дешёвые элементы питания и продают как дорогие батарейки 18650. Подобные случаи были замечены не только на «Алиэкспресс», но и на eBay, Amazon и даже в более крупных торговых сетях.
Подделка 18650 - это не только трата ваших денег, но ещё и потенциально опасная покупка! На мощном устройстве обман с показателем CDR может привести к пожару или повреждению портативного устройства.
Следует признать, что подлинную батарею от подделки невероятно трудно отличить. Начиная от упаковки и брендинга, заканчивая онлайн-объявлением - всё выглядит как настоящее.
Самый эффективный способ опознания подделки
Наиболее точный способ выявить фальшивку - определить разницу в весе. Узнайте у продавца вес, ёмкость и максимальный объем CDR, а затем сравните их с официальным Datasheet (документальной спецификацией) на сайте производителя.
Фирменный аккумулятор 18650 Samsung 30Q из нашего каталога весит в среднем 45.6 грамма, что соответствует официальному описанию и в качестве одного из критериев подтверждает подлинность изделия. У данной ячейки сила тока (CDR) составляет 15А, а ёмкость 3000 мАч - это самый универсальный аккумулятор в семействе.
Если у вас возникли вопросы, то оставьте комментарий ниже или отправьте сообщение в нашу группу
Это 3,5-3,7 вольтовые литий-ионные батареи. Используются в широким спектре электроники, включая ноутбуки, цифровые камеры, фонари и даже в электровеликах и в электрических автомобилях таких как Tesla. Бывают 2 вида аккумуляторов защищённые и незащищённые, незащищённые это обычные промышленные банки которые используются в ноутбуках, электровелосипедах. Защищённые аккумуляторы это те же самые банки только дополнительно оснащённые платой с защитой от короткого замыкания и перезаряда, плата устанавливается на один из контактов, габариты у защищённых аккумуляторов будут, как правило, чуть длиннее и чуть шири.
Напряжение разрядки этих аккумуляторов не должно падать ниже 3-х вольт. Номинальное напряжение зарядки не должен превышать 4,2 вольта, а максимальная температура не должна превышать 70 градусов. Средний срок службы этих аккумуляторов составляет 36 месяцев или 1000 циклов зарядки, также эти аккумуляторы стареют даже если их не использовать и хранить при высоких температурах, также полный разряд постепенно убивает эти аккумуляторы. Емкость аккумуляторов 18650 не должна превышать 3600 mAh, все что выше этого значения это гарантированная подделка и такой аккумулятор лучше не покупать.
Размер аккумулятора 18650. И что все эти цифры означают?
Первые две цифры» 18 » означают диаметром в миллиметрах. В нашем случае ширина батареи будет 18 мм (миллиметр).
Третья и четвертая цифра (65) означают длину в миллиметрах. Это будет 65 мм (миллиметр).
Последняя цифра ноль обозначает форму аккумулятора, в данном случае она цилиндрическая.
Размеры с защитой 66,5*18 мм.
Метрическая система используется почти всегда, так что в следующий раз, когда вы увидите батарею li-Ion с номерами: (18650, 18500, 16340, 16650, 14500, 26650), вы будете знать наверняка, смысл всех этих цифр.
Аккумулятор li ion 18650 представляет собой батарейку цилиндрической формы. Она мало чем отличается от обычных, элементов питания АА «пальчиковых», но имеют большие размеры. В длину они 66 мм, а в диаметре 18 мм.
Содрежание
Виды и типы аккумуляторов Li Ion 18650
Все аккумуляторы 18650 можно разделить на виды по материалу катода. Именно от этого компонента зависят основные эксплуатационные характеристики элементов питания: емкость и возможный ток разряда.
Самыми распространенными являются литий-кобальтовые аккумуляторные батареи. От других элементов питания они отличаются большим значением емкости. Поэтому их можно дольше эксплуатировать.
Существуют еще группа литий-марганцевых аккумуляторных батарей. По сравнению с литий-кобальтовыми, они имеют меньшую емкость, но при этом отличаются более высоким разрядным током.
Последняя группа – это литий-феррофосфатные элементы питания. Несмотря на то, что они не имеют большую емкость и не отличаются высоким напряжением, их можно эксплуатировать более 1000 циклов. Кроме этого, до полной зарядки необходимо подержать батарейки в станции 1 час.
Аккумуляторы 18650 с защитой
Требования безопасности, предъявляемые к эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей, гласят, что напряжение внутри элементов питания должно находиться в диапазоне 2,5-4,2 вольта. Самостоятельно очень сложно контролировать этот параметр, поэтому специально для этого придумана плата с защитой. Этот элемент предотвращает выход напряжения за указанный диапазон.
Производители припаивают эту плату к выводам, используя стальную или алюминиевую ленту. Крупные заводы питательных элементов редко выпускают подобные защиты. В устройствах, для которых они изготавливаются, имеются контроллеры заряда-разряда. Это батареи для ноутбуков, шуруповертов и других сложных блоков.
Больше всего защищенных литий-ионных батарей 18650 выпускают Китайские производители. На незащищенный аккумулятор припаивают защитную плату и оборачивают в специальный термозащитный материал. Их длина, из-за использования платы, на несколько миллиметров увеличивается.
Все устройства, на которых нет элемента для контроля состояния за батареей, лучше комплектовать защищенными аккумуляторами. В противном случае они могут выйти из строя, разрядившись в ноль или взорваться. При этом защита не сможет предотвратить перегрев элемента питания. Она контролирует состояние напряжения.
Как расшифровывается маркировка
В качестве примера можно рассмотреть литий-ионную батарею ICR18650-26F M.
- Первый символ «I» используется на всех элементах данного типа, которые создаются по одной технологии;
- Вторая буква позволяет понять, из какого материала выполнен катод. Для литий-ионных батарей это может быть кобальт – С, марганец – М, железофосфат – F;
- Следующая буква – R – расшифровывается как аккумулятор;
- Цифры 18650 можно разделить на два блока: 18 и 65. Это длина и диаметр соответственно;
- Последняя цифра 0 – это форма, то есть цилиндр.
При этом у различных производителей маркировка может сильно отличаться.
Где применяются батарейки 18650
Сфера применения элементов питания и частота их использования намного шире, чем кажется многим. Из-за того, что они закрываются в специальную защиту, их не всегда видно.
Устанавливаются в следующие устройства:
- Ноутбуки;
- Фонарики;
- Power Bank;
- Различные гаджеты.
Они применяются везде, где обычные пальчиковые батарейки справиться с задачей не способны. Батарейки li ion 18650 отличаются большей емкостью и напряжением, их можно много раз перезаряжать и использовать заново.
Как определить плюс и минус
По сравнению с элементами питания АА и ААА, в литий-ионных нет такой заметной внешней разницы между плюсовой и минусовой клеммы, но разобраться достаточно легко:
- На «плюсовой» стороне имеются небольшие отверстия в количестве 3-4 штук.
- «Плюсовая» сторона немного выступает».
- «Минус полностью плоский.
Общие характеристики 18650
| Емкость (mAh) | Выходное напряжение (В) | Максимальный ток (А) | Защитная плата |
|---|---|---|---|
| 1100 | 3.3 | +/- | |
| 1300 | 3.6 | 18 | +/- |
| 1620 | 3,6-3,7 | 20 | +/- |
| 2000 | 3,6-3,7 | 20-30 | +/- |
| 2100 | 3,6-3,7 | 20-30 | +/- |
| 2200 | 3,6-3,7 | 20-30 | +/- |
| 2400 | 3,6-3,7 | 20-30 | +/- |
| 2500 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 2600 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 2800 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3000 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3100 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3200 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3350 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3400 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3500 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
| 3600 | 3,6-3,7 | 20-35 | +/- |
В таблице приведены наиболее популярные аккумуляторы.
Размеры с защитой 66,5*18 мм и 66*18 мм без защиты. Вес в среднем около 40 грамм.
Основные производители: Samsung, Fenix, Avant, LG, Panasonic, Olight, Camelion, Proconnect, Rombica, SANYO и SONY.
Как правильно выбрать для себя батарейку 18650
Литий-ионные батареи отличаются друг от друга по некоторым характеристикам. Из-за этого необходимо обращать внимание на их тип и технические характеристики, прежде чем совершать покупку.
При выборе аккумулятора li ion 18650 необходимо обращать внимание на следующие характеристики:
- Энергоемкость;
- Номинальный ток;
- Напряжение
- Склонность к перегреву.
Если необходимо приобрести батарейки с большей автономностью, то необходимо обращать внимание на емкость, которая измеряется в mAh. Но, чем выше будет показатель емкости, тем меньше будет ток. Поэтому жертвуя одним, можно приобрести другое. Если говорить простым языком, то сила тока влияет на склонность элемента питания перегреваться.
Напряжение аккумуляторной батареи зависит от заряда. Напряжением может быть номинальным, минимальным, максимальным и реальным. Начальное напряжение производитель указывает на упаковке. Важно, чтобы его значение не опускалось ниже 2,4 Вольт, иначе батарею будет крайне сложно реанимировать. При использовании аккумуляторов, которые плохо выдерживают высокую температуру, можно стать свидетелем ее взрыва.
Схемы соединения аккумуляторов
К батареям можно приобрести кейсы, с помощью которых несколько элементов соединяются в одну большую. Если соединить несколько таких элементов питания с помощью кейсов параллельно, то емкость увеличится на столько, сколько аккумуляторов будет подсоединено 3600*3=10800 mAh. При этом напряжение будет равно напряжению одной батареи. От емкости зависит длительность их использования.
Параллельное соединение аккумуляторов 18650 Их можно соединить последовательно. В этом случае напряжение сложится, а емкость останется равной одной батареи. Сделать это можно с помощью специального кейса. Соединяя 3 элемента питания по 3,7 v мы получим 11,1 вольтовый аккумулятор 3600 мАh.
Последовательное соединение аккумуляторов 18650 Как проверить емкость АКБ
Существует несколько эффективных способов узнать емкость любого аккумулятора. Некоторые из них не требует особых затрат или специальной аппаратуры, а только нехитрые математические вычисления.
Точность таких методов не так высока, как при использовании специальных устройств, однако они позволяют узнать приблизительную емкость. Для многих этого будет достаточно.
Итак, для вычисления емкости бесплатным методом необходимо использовать известный ток. В характеристиках аккумулятора имеется информация о токе. Батарея, имеющая емкость 3600 заряжается на протяжении 36 часов током 100 мАч. Это значит, что конечный результат получается за счет перемножения двух составляющих: времени и тока. Поэтому, зная, сколько требуется для полной зарядки, можно узнать емкость.
Для измерения емкости другим способом, необходимо будет потратить деньги. Существует множество интеллектуальных зарядных устройств, с помощью которых можно быстро измерить емкость. Их можно приобрести в специализированном магазине или на aliexpress. Они используются для измерения различных показателей, а не только емкости.
Устройство измеряющее реальную емкость Для осуществления третьего способа понадобятся такие детали, как АКБ, часы, амперметр с фонариком. Необходимо вставить батарейку в фонарик, включить его на максимальную мощность. Амперметр необходимо для измерения тока. Если фонарик будет светить 20 часов с потреблением тока в 100 мА, то получаем 20*100= 2000 мАч.
Как заряжать и каким током
Литий-ионные элементы могут заряжаться различными станциями. Главное, чтобы значение напряжения было 5 В, а тока от 0,5 до 1 от номинальной емкости батареи. Зарядка литиевого элемента, имеющего емкость 2600 мАч, производится током значением от 1,3 до 2,6 ампер.
Весь период зарядки можно разделить на несколько этапов. Сначала блок, используя ток 0,2 от величины емкости, производит зарядку на протяжении часа. При этом значение напряжения варьируется в пределах 4,1-4,2 вольта. Далее напряжение возрастает.
Что бы не забивать себе голову стоит просто купить зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов.
Как восстановить аккумулятор 18650
Аккумулятор 18650 восстановить можно только в том случае, если он не полностью разрядился. Иногда даже не полностью разряженную батарею реанимировать сложно. Но есть один далеко не всем известный вариант с отключением платы.
Выполняется он так:
- Снимается защита в виде платы.
- С помощью тестера измеряется напряжение на выходах. Его значение должно находиться в диапазоне 2 -2,5 В.
- Используя зарядное устройство регулировкой тока, необходимо подключить к АКБ, выставив 100 мА и 4,2В.
Если батарея начнет заряжаться, значит, она еще жива и ее можно восстановить.
Остались вопросы по Аккумуляторам 18650 или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.
Литий-ионные аккумуляторы вошли в нашу жизнь вместе с сотовыми телефонами и мобильными устройствами. В быту для других автономных устройств до последнего времени литий-ионные аккумуляторы практически не использовались, основной источник питания таких устройств – никель-металлгидридные аккумуляторы привычных для нас размеров ААА, АА, С, D.
Сейчас их постепенно стали вытеснять аккумуляторы на основе лития, так как их преимущества в работе стали неоспоримы.
- Очень низкий саморазряд. Потери энергии минимальны при правильной эксплуатации.
- Высокая плотность энергии, соответственно более большая энергоемкость без увеличения размеров по сравнению с аналогичными никелевыми аккумуляторами.
- Более высокое напряжение на выходе. В сравнении, минимальное для литиевых 3,6 Вольт при стандартном никелеевом 1,2 Вольт по тому же типоразмеру.
- Уменьшении массы аккумулятора при сохранении габаритов.
- Увеличенное количество циклов разряда-заряда при сохранении работоспособности.
- Незначительное уменьшение работоспособности при потере энергоемкости после многочисленных циклов разряда-заряда.
Учитывая эти преимущества, все большее число профессиональных пользователей переводит свои автономные приборы на цилиндрические литий-ионные аккумуляторы и сборки из них. При этом не все знают, как правильно пользоваться, обслуживать, хранить новые источники питания. А также подобрать их по размеру и токовым параметрам.
Обозначение размеров цилиндрических литий-ионных аккумуляторов отличается от привычных для всех никелевых – он цифровой, например, 14500 или 18650. Такое кодирование непривычно, но при этом удобно для подбора необходимого аккумулятора по размеру слота электронного устройства. Первые две цифры кода обозначают диаметр аккумулятора в миллиметрах, вторые – его высоту. Например, типоразмер 18650: 18мм диаметр, 65мм высота.
Правила эксплуатации литий-ионных аккумуляторов и сборок
Литий-ионные аккумуляторы одновременно надежны и капризны, что на первый взгляд кажется парадоксом. Они прихотливы в хранении, обслуживании и эксплуатации. При нарушении условий использования очень быстро выходят из строя. Но при соблюдении всех правил служат долго с высокой производительностью.
Основные ограничения:
- Минимальное напряжение для литий-ионных аккумуляторов не должно быть меньше 2,2-2,5 Вольт.
- Максимальное напряжение для литий-ионных аккумуляторов не должно быть больше 4,25-4,35 Вольт.
- Литий-ионные аккумуляторы неплохо работают при минусовой температуре, но при этом заряжать их на холоде нельзя, тем более если температура ниже нуля градусов.
- Ток заряда литий-ионных аккумуляторов должен быть не выше половины их емкости. Например, для аккумулятора 2000мАч максимальный ток заряда должен быть 900-1000 мА.
- Ток разряда (рабочий) не должен быть выше 2-кратного значения емкости аккумулятора. Например, для аккумулятора емкостью 2000мАч максимальный ток разряда 4000мА.
- Исключения составляют высокомощные литий-ионные аккумуляторы, ток разряда которых может превышать их энергоемкость в 5-10 раз. Такие аккумуляторы маркируются соответствующей надписью.
Цилиндрические литий-ионные аккумуляторы часто используются для больших батарейных сборок. Аккумуляторные сборки обладают более высокой мощностью и длительным сроком одного цикла работы. Такие аккумуляторные сборки используются в высокомощных устройствах. Вот так выглядит литий-ионная аккумуляторная батарея мощного шуруповерта или дрели.
При самостоятельной сборке аккумуляторной батареи следует помнить, что литий-ионные аккумуляторы не терпят перегрева, поэтому ПАЯТЬ их НЕЛЬЗЯ! Такая аккумуляторная сборка работать не будет, так как с уверенностью можно сказать, что пайка контактов вывела аккумуляторы из строя.
При сборке аккумуляторной батареи применяется специальная сварочная лента и контактная сварка .
Для безопасной работы батареи необходим контроллер заряда-разряда .
При сборке аккумуляторных батарей используются только незащищенные литий-ионные аккумуляторы ! Используя их можно собрать большой очень энергоемкий аккумулятор (аккумуляторную батарею), которая может использоваться в мощных электроприборах, служить дополнительным источник питания.
Такие батареи стоят в электродрелях, шуруповертах, прожекторах, фото- и видеотехнике, ноутбуках, мониторах и т.д. с обязательным дополнением защиты от перенапряжения, перегрева и короткого замыкания в виде платы контроллера.
Защищенные или незащищенные литий-ионные аккумуляторы
В чем отличия и какой выбрать? – главный вопрос волнующий обычного пользователя. Ответ находится в названии: защищенные имеют собственную плату защиты от перегрева и перенапряжения и не нуждаются в дополнительном контроллере заряда-разряда.
Если вы хотите собрать собственную батарею из литий-ионных аккумуляторов или заменить аккумулятор в готовой батарее электроустройства (например, шуруповерта), вам необходим незащищенный литий-ионный аккумулятор.
В остальных случаях - при замене оригинальных аккумуляторов приборов или переводе их с никель-металлгидридных на литиевые – необходимо купить защищенный литий-ионный аккумулятор .
Если вскрыть оболочку защищенного литий-ионного аккумулятора, то под ней найдем обычный незащищенный с теми же параметрами, что указаны на внешней оболочке.
Главное отличие защищенного аккумулятора от незащищенного – приваренная к одному из контактов электронная плата защиты.
Плата защиты при помощи сварочной ленты приваривается к одному из контактов не защищенного литий-ионного аккумулятора.
Затем все упаковывается в пленку с маркировкой производителя защищенных аккумуляторов. Добросовестные производители, указывают на внешней упаковке производителя используемого незащищенного аккумулятора и параметры в соответствии с маркировкой незащищенного аккумулятора.
При выборе защищенного аккумулятора для своего устройства следует учитывать один очень важный момент. Из-за приваренной платы защиты и упаковки в пленку размер аккумулятора становится чуть больше заявленного, изначального размера незащищенного аккумулятора.
Высота увеличивается на 3-5мм.
Диаметр становится больше примерно на 0,5 мм.
При выборе защищенного аккумулятора необходимо поинтересоваться изготовителем незащищенного. К сожалению, не все производители указывают его на упаковке, хотя нередко используют незащищенные аккумуляторы не собственного производства. К примеру, приваривают защиту и упаковывают незащищенные аккумуляторы известных брендов Panasonic, Sony, Samsung и других. Не следует покупать защищенные аккумуляторы, если на них не указаны все параметры «начинки»: энергоемкость, напряжение, плата защиты. Стоит проверить защищенные аккумуляторы на ощупь – не смещается ли при нажатии плата защиты на плюсовом контакте, она обязательно должна быть приварена.
Заряжать цилиндрические литий-ионные аккумуляторы можно только специальными зарядными устройствами. В связи с популяризацией литий-ионных аккумуляторов ассортимент зарядных устройств для Li-Ion растет . При выборе зарядного устройства необходимо обратить внимание на его параметры заряда-разряда, размер слотов и соотнести их с используемыми литий-ионными аккумуляторами для правильной эксплуатации и сохранения работоспособности.
18650 в последнее время становятся все более популярными. По своим техническим характеристикам они опережают всем известные пальчиковые аккумуляторы. Понятия «пальчиковые» и «мизинчиковые», применяемые для общеизвестных с точки зрения правильной терминологии неверны. Все аккумуляторы, вне зависимости от габаритов, имеют свои коды, обозначающие их размер. Так, 18650 - это тоже код. Вот и весь секрет.
Типоразмер аккумулятора 18650
В данном пятизначном коде выражены ширина и длина батарейки, где первые две цифры - это ширина (диаметр) в мм, а три последние - длина в мм с десятыми долями. Существует ошибочное мнение, что нуль в конце данного кода обозначает цилиндрическую форму аккумулятора (существуют аккумуляторы разной формы). Такое точное обозначение длины акумулятора не обязательно. При указании его размера часто ограничиваются первыми четырьмя цифрами (1865). К слову, пальчиковые и мизинчиковые батарейки также имеют свой код - 14500 и 10440. Помимо цифрового кода, размер также может обозначаться буквами. Например, два вышеназванных размера аккумуляторов имеют альтернативные буквенные коды - АА (пальчиковые) и ААА (мизинчиковые). Существует множество буквенных и цифровых кодов, обозначающих размеры различных элементов питания: CR123 (16340), А (17500), Fat A (18500), 4/3 A (17670) и т. д.
В отношении аккумуляторов 18650 данное обозначение размера является неточным. Нужно учитывать и другие параметры. На размер аккумулятора 18650 может влиять, например, наличие встроенной специальной платы (контроллера заряда). У некоторых аккумуляторов в этом случае длина может быть немного больше. Нередки случаи, когда аккумулятор попросту не помещается в отсек того прибора, где его хотят использовать, несмотря на то что данный прибор (например, батарейный блок электронной сигареты) ориентирован на работу именно с аккумуляторами такого типа.
Длительность использования литий-ионного аккумулятора 18650
Время, которое данный аккумулятор способен отработать, зависит от такого понятия, как «миллиамперы в час» (mAh). Для больших аккумуляторов, например автомобильных, применяется термин «амперы в час». Для аккумулятора 18650 mAh это производная величина. Один ампер равен 1000 миллиампер. Миллиампер в час - это ток, который может дать аккумулятор в течение условного часа использования. Другими словами, если разделить эту величину на определенное количество часов, можно узнать время работы элемента питания. Например, аккумулятор имеет емкость 3000 mAh. Это значит, что на два часа работы он будет выдавать 1500 миллиампер. На четыре - 750. Аккумулятор из приведенного примера разрядится полностью после 10 часов работы, когда его емкость достигнет 300 миллиампер (граница глубокого разряда).
Подобные подсчеты дают лишь примерное представление о времени работы аккумулятора. Его реальное время работы зависит от того, с какой нагрузкой ему приходится иметь дело, то есть от прибора, который он должен обеспечить питанием.
Ток, напряжение и мощность
Перед тем как остановиться на общем описании технических характеристик литий-ионных аккумуляторов 18650 и предосторожностей в работе с ними, кратко дадим определение вышеназванным понятиям. Ток (максимальный ток разряда, токоотдача) выражается в амперах и маркируется на аккумуляторе буквой «А». Напряжение выражается в вольтах и обозначается буквой «V». На многих элементах питания можно встретить такие обозначения. Для литий-ионного аккумулятора напряжение всегда равно 3.7 вольт, а ток может быть разным. Мощность аккумулятора как главенствующий параметр его силы выражается произведением напряжения и тока (вольты нужно умножить на амперы).
Описание плюсов и минусов литий-ионного аккумулятора
Главный минус аккумуляторов размера 18650, произведенных по литий-ионной технологии, состоит в том, что у них небольшой диапазон рабочих температур. Нормальная работа литий-ионного аккумулятора возможна только в пределах от -20 до +20 градусов Цельсия. Если же он используется или заряжается при температурах ниже или выше обозначенных, это его портит. Для сравнения, никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы имеют более широкий диапазон температур - от -40 до +40. Но, в отличие от последних, литий-ионные батарейки имеют более высокое номинальное напряжение - 3.7 вольт против 1.2 вольт у никелевых элементов питания.
Также литий-ионные аккумуляторы практически не подвержены распространенным среди многих видов аккумуляторов эффектам саморазряда и памяти. Саморазряд - это потеря заряженной энергии при простое. Эффект памяти возникает у некоторых видов аккумуляторов в результате систематической зарядки после неполной разрядки. То есть он развивается на аккумуляторах, которые высаживаются не полностью.
При эффекте памяти батарейка «запоминает» ту степень разряда, после которой ее начинают заряжать, и разряжается, дойдя до этой границы в следующем цикле. Ее истинная емкость на тот момент на самом деле больше. Если имеется плата, отображающая то она тоже будет показывать разряд. Данный эффект развивается не сразу, а постепенно. Он может развиться и в условиях, когда аккумулятор постоянно работает от электрической сети, то есть непрерывно заряжается.
Саморазряд и эффект памяти проявляются у литий-ионных аккумуляторов крайне незначительно.
Есть еще один момент, на который следует обратить внимание: такие аккумуляторы нельзя хранить в разряженном состоянии, иначе они быстро выходят из строя.
Предосторожности в работе с литий-ионным аккумулятором
Многие подвержены воспламенению и взрывам. Это зависит от химической составляющей внутреннего устройства аккумулятора. Для литий-ионных аккумуляторов размера 18650 подобная проблема стоит достаточно остро. Нередки случаи, когда пользователи электронных сигарет получают серьезные ожоги на руках и лице, а то и более серьезные травмы. Поскольку литий-ионные аккумуляторы наличествуют в ноутбуках, планшетах и сотовых телефонах, нередки случаи их воспламенения.
На первом месте среди причин возникновения подобных инцидентов стоит, конечно, некачественная (дешевая) сборка аккумулятора. Однако в случае с электронными сигаретами взрыв литий-ионного аккумулятора легко спровоцировать самостоятельно, даже если аккумулятор не из дешевых. Для этого нужно немного разбираться в том, что такое электрическое сопротивление.
Если объяснить это понятие наиболее простым языком, то это параметр, определяющий требования проводника к элементу питания. Чем ниже сопротивление проводника, тем больше тока (ампер) должен отдавать аккумулятор. Если сопротивление очень низкое, то аккумулятор будет работать с таким проводником в большую нагрузку. Сопротивление может быть настолько низким, что это спровоцирует запредельную нагрузку на батарейку и ее последующий взрыв или воспламенение. Иными словами, это будет короткое замыкание. Поскольку электронные сигареты работают по принципу испарения, при котором не обойтись без нагревательного элемента (спирали накаливания), неумелые пользователи могут по ошибке заставить аккумулятор работать с нагревательным элементом с крайне низким сопротивлением. Зная токоотдачу конкретного аккумулятора и сопротивление проводника, при помощи несложных вычислений по формуле закона Ома можно определить, справится ли данный аккумулятор с конкретным проводником.
Данные опасные явления происходят не всегда и не во всех случаях. Технологии защиты аккумуляторов постоянно совершенствуются. Многие аккумуляторы имеют внутри специальный контроллер заряда, способный вовремя обесточить аккумулятор при появлении короткого замыкания. Это защищенные аккумуляторы.
Устройство литий-ионного аккумулятора
В основе устройства аккумулятора 18650 лежит электролит - специальная жидкость, в которой происходят химические реакции.
Данные химические реакции являются обратимыми. На этом основан принцип действия любого аккумулятора. Говоря простым языком, формула таких реакций может протекать как слева направо (разряд), так и справа налево (заряд). Такие реакции происходят между катодом и анодом элемента. Катод - это отрицательный электрод (минус), анод - положительный электрод (плюс) источника питания. Между ними в момент реакции образуется электрический ток. Химические реакции разряда и заряда между катодом и анодом - это процессы окисления и восстановления, но это уже совсем другая история. Углубляться в процесс электролиза мы не станем. Ток образуется в тот момент, когда катод и анод начинают взаимодействовать, то есть к плюсу и минусу батарейки подключают что-либо. Катод и анод должны быть электропроводимыми.
Во время нарушения условий эксплуатации в электролите появляются молекулы химических элементов, которые замыкают катод и анод, что приводит к внутренним коротким замыканиям. В результате этого температура батарейки увеличивается и появляется больше молекул, замыкающих плюс и минус. Весь этот процесс как снежный ком приобретает скорость в геометрической прогрессии. Без возможности вывода электролита наружу (корпус аккумулятора герметичен) возникает увеличивающее внутреннее давление. Что происходит далее, можно понять и без комментариев.
Зарядка литий-ионного аккумулятора
В качестве зарядки для аккумулятора 18650 подойдут любые устройства, предназначенные для батареек данного формата. Главное, при зарядке не менять правильную полярность. Располагать аккумуляторы в слотах нужно точно в соответствии с обозначениями плюса и минуса. Не лишним будет ознакомиться с другими мерами предосторожности при использовании зарядки для аккумулятора 18650, которые всегда указаны на его корпусе.
Наилучшим вариантом для заряда литий-ионных аккумуляторов будет использование более дорогих зарядных устройств с тонкой настройкой процесса заряда. Многие из них имеют функцию заряда аккумуляторов по методу CC/CV, что расшифровывается как постоянный ток, постоянное напряжение. Данный метод хорош тем, что он может зарядить аккумулятор больше, чем это делают обычные зарядные устройства. Связано это с таким понятим, как перезаряд.
Во время зарядки или же разрядки аккумулятора его напряжение меняется. При зарядке увеличивается, при разрядке уменьшается. Номинальные 3.7 вольт - это усредненное значение.
Есть два эффекта, пагубно влияющих на аккумулятор - перезаряд и переразряд. Существуют пороговые значения на заряд и разряд аккумулятора. Если напряжение элемента питания выходит за данные границы, то аккумулятор получает перезаряд или переразряд в зависимости от того, заряжается он или разряжается. При обычном режиме зарядки для 18650 Li-ion зарядное устройство и контроллер заряда внутри самой батарейки (если таковой имеется) считывают показания по напряжению аккумулятора и отсекают заряд по достижении порога во избежание перезаряда. При этом аккумулятор на самом деле не заряжается полностью. Его емкость может позволить ему зарядиться еще, но пороговое значение не дает это сделать.
Принцип зарядки методом CC/CV устроен так, что подаваемый на заряд ток не отсекается, а резко снижается, не давая внутреннему напряжению аккумулятора выйти за пороговое значение. Таким образом, элемент питания заряжается полностью без получения перезаряда.
Виды литий-ионных аккумуляторов
Виды аккумуляторов 18650 Li-ion:
- литий-железо-фосфатные (LFP);
- литий-марганцевые (IMR);
- литий-кобальтовые (ICR);
- литий-полимерные (LiPo).
Все виды, кроме последнего, имеют цилиндрическую форму и могут быть выполнены в формате 18650. Литий-полимерные аккумуляторы отличаются тем, что у них нет конкретной формы. Связано это с тем, что они имеют твердый электролит (полимер). Именно за счет такого необычного свойства электролита данные аккумуляторы часто используются в планшетах и сотовых телефонах.
Применение литий-ионных аккумуляторов
Как уже было сказано, литий-ионные аккумуляторы размера 18650 широко применяются в электронных сигаретах. Они могут быть встроенными в батарейный блок или съемными, т. е. устанавливаться в него отдельно. Их также может быть несколько, соединенных параллельно или последовательно.
Литий-ионные аккумуляторы давно нашли свое применение и в устройстве различных батарей, например батарей для ноутбуков. Такие батареи представляют собой цепь нескольких соединенных между собой аккумуляторов 18650 внутри единого корпуса. Такие батареи также можно встретить и в качестве емких пауэр банков - переносных зарядных устройств.
Область применения самих батарей весьма широка: от названых зарядных устройств до составляющих элементов современных больших механизмов (автомобильных или авационных). При этом количество литий-ионных аккумуляторов 18650, составляющих единую батарею, может варьироваться от нескольких штук до сотен. Стоит упомянуть и о литий-полимерных аккумуляторах. Они хоть и не выпускаются в формате 18650 Li-ion, но являются самыми распространенными, так как используются в планшетах и сотовых телефонах.
